Keď hovoríme o samoriadiacich autách, technológia LIDAR je veľmi dôležitou súčasťou rovnice. LIDAR je senzor, ktorý sníma svoje okolie a vytvára trojrozmerný obraz. Môže byť použitý v aplikačných scenároch, ako je identifikácia prekážok, vytváranie máp a lokalizácia vozidiel. A pred nejakým časom, s úspešným pristátím Wo Sai Technology NASDAQ, čínsky „LIDAR first stock“, ale aj pre priemysel LIDAR vstrekol silnú dávku kardiotonického činidla.
Kedysi vysoká cena LIDAR odrádza mnohých výrobcov a s aktualizáciou technológie sa cena postupne znižuje, teraz časť sériového auta dokázala vybaviť jeden alebo viac LIDARov pre asistovaných bezpečnosť jazdy poskytnúť silnú záruku. Tento článok privedie čitateľov k podrobnému vysvetleniu najhorúcejšieho a najdôležitejšieho senzora v oblasti autonómneho riadenia – LIDAR.
Princíp a typy LIDAR LIDAR funguje ako senzor, ktorý pomocou laserového lúča skenuje svoje okolie a získava informácie z vrátených odrazených signálov. LIDAR sa zvyčajne skladá z vysielača a prijímača. Vysielač vysiela laserový lúč, ktorý sníma okolie. Keď laserový lúč narazí na objekt, odrazí sa späť a prijímač zachytí odrazené laserové svetlo a premení ho na elektrický signál. LIDAR môže na skenovanie okolia využívať buď rotačný skenovací systém, alebo pevný skenovací systém.
Trojrozmerný obraz mračna bodov je možné vygenerovať pomocou LIDAR. Mračno bodov je súbor údajov pozostávajúci z mnohých trojrozmerných súradníc, ktoré predstavujú polohu bodov odrazených späť od laserového lúča v priestore. Spracovaním a analýzou údajov z mračna bodov je možné identifikovať polohu, tvar a veľkosť objektu.
Tieto informácie sú veľmi dôležité pre lokalizáciu a snímanie prostredia samoriadiacich áut.
V súčasnosti je na trhu k dispozícii mnoho rôznych typov LIDAR.
Tieto LIDARy majú rôzne charakteristiky a použiteľné scenáre. Podľa rôznych metód skenovania môže byť LIDAR kategorizovaný na rotujúci LIDAR a pevný LIDAR.
Rotačný LIDAR sníma okolité prostredie otáčaním snímacej hlavy. Zvyčajne obsahuje rotačný skener a riadiaci systém. Skener vyžaruje do okolia laserový lúč a po vyžarovaní sa otáča, aby naskenoval prostredie raz. Riadiaci systém konvertuje naskenované dáta na 3D obraz mračna bodov. Výhodou otočného LIDARu je, že rýchlo skenuje a zachytáva detaily okolia. Má však nevýhodu v nákladnosti, pretože vyžaduje sofistikované skenery a riadiace systémy.
Stacionárny LIDAR zahŕňa nasmerovanie viacerých laserových lúčov v rôznych smeroch a následné meranie vrátených odrazených signálov súčasne. Keďže laserové lúče sú vyžarované súčasne, stacionárny LIDAR je kompaktnejší a nákladovo efektívnejší, pretože nevyžaduje rotujúcu skenovaciu hlavu. Má výhodu v tom, že je lacnejší a presnejší, no nezachytáva detaily okolia.
Okrem otočného a pevného LIDARu existujú aj iné typy LIDARu. Napríklad jednoriadkový LIDAR využíva iba jeden laserový lúč na skenovanie prostredia a je vhodný pre scenáre autonómnej jazdy pri nízkej rýchlosti. Viacriadkový LIDAR na druhej strane využíva viacero laserových lúčov, ktoré môžu zvýšiť rýchlosť a rozlíšenie skenovania. Objavujú sa aj technológie LIDAR, ako napríklad polovodičový LIDAR a optický LIDAR, ktoré ponúkajú vyššiu presnosť a nižšie náklady.
LIDAR v autonómnom riadení
LIDAR má široké uplatnenie v samoriadiacich autách. Môže byť použitý v aplikačných scenároch, ako je detekcia prekážok, udržiavanie v jazdnom pruhu, adaptívny tempomat a autonómne parkovanie. Medzi nimi je detekcia prekážok jednou z najdôležitejších aplikácií. Autonómne vozidlá musia byť schopné rýchlo a presne rozpoznať prekážky v okolitom prostredí, vrátane iných vozidiel, chodcov, budov a dopravných značiek. LIDAR dokáže generovať vysoko presné 3D obrázky mračna bodov na rozpoznanie polohy a veľkosti prekážok a poskytuje presné snímanie prostredia pre autonómne autá.
Technológia LIDAR sa neustále vyvíja a objavujú sa nové typy LIDAR, ktoré poskytujú vyššiu presnosť a nižšie náklady pre autonómne autá. Napríklad niektoré nové polovodičové LIDARy využívajú polovodičové laserové žiariče a vysokorýchlostné skenery, čo im dáva vyššiu presnosť merania a menšiu veľkosť. Niektoré nové optické LIDARy navyše využívajú viditeľné a infračervené lasery na detekciu viacerých typov prekážok, vrátane čiernych objektov a povrchov s nízkou odrazivosťou. Vznik týchto nových technológií robí LIDAR sľubnejším a otvára viac možností pre realizáciu samoriadiacich áut.
Okrem toho technológia LIDAR čelí niekoľkým ďalším výzvam. Napríklad presnosť detekcie LIDAR je ovplyvnená rušením a hlukom prostredia, ako je dážď, sneh a hmla. S cieľom zlepšiť presnosť detekcie LIDAR výskumníci vyvíjajú nové algoritmy a techniky, ako sú algoritmy založené na strojovom učení a hlbokom učení, ako aj senzorové technológie s vyšším rozlíšením a vyššou snímkovou frekvenciou.
Konkurencia medzi domácimi a zahraničnými predajcami LIDAR
Čínski predajcovia LIDAR dosiahli dobré výsledky z hľadiska nezávislého výskumu a vývoja, technologickej vyspelosti a podielu na trhu. roboSense, Hesai Technology a SureStar uviedli na trh rôzne produkty LIDAR a sú široko používané v autonómnom riadení, robotike, logistike a ďalších oblastiach. Najmä z hľadiska nákladov sú produkty čínskych predajcov LIDAR relatívne cenovo dostupnejšie, čo im poskytuje aj výhodu v konkurencii na trhu. Zaradením spoločnosti Hesai to posunulo domáci LIDAR do bezprecedentnej výšky.
Zároveň však v oblasti výskumu a vývoja a aplikácie technológie LIDAR majú Spojené štáty americké, Izrael a ďalšie rozvinuté krajiny dobrý výkon. Velodyne a Quanergy a ďalší americkí výrobcovia LIDAR v mechanickom LIDAR a polovodičovom LIDARe má vysoký stupeň technologickej vyspelosti, stabilita produktu a presnosť dosiahli vysokú úroveň. Izraelský výrobca LIDAR pritiahol veľkú pozornosť aj na výsledky technológie LIDAR a MEMS LIDAR v pevnej fáze. Najmä produkty LIDAR v tuhom stave uvedené na trh spoločnosťou Innoviz sú považované za jeden z najviac rušivých produktov na trhu, vyznačujúce sa vysokou presnosťou, vysokou rýchlosťou a vysokou stabilitou.
Navyše, okrem technickej sily sa výrobcovia LIDAR musia zamerať aj na medzinárodnú trhovú konkurenciu. Vďaka rýchlemu rozvoju technológie LIDAR v Číne a výskumu a vývoja produktov domáci predajcovia LIDAR zrýchľujú svoj presun na medzinárodný trh. Čínski predajcovia LIDAR ako RoboSense a Hesai Technology už založili pobočky v USA, Európe a Japonsku a založili spoluprácu vzťahy s miestnymi výrobcami automobilov a spoločnosťami zaoberajúcimi sa autonómnym riadením, čím sa urýchli ich vlastný proces internacionalizácie.
Konkurencia na medzinárodnom trhu je však tiež veľmi tvrdá. Na americkom trhu má Velodyne absolútny podiel na trhu a má silné technologické a značkové výhody. Okrem toho spoločnosti ako Quanergy a Innoviz tiež získali určitý podiel na americkom trhu. Na európskom trhu si dobre počínali aj LeddarTech a Cepton, ktoré tvrdo konkurujú čínskym výrobcom.
Zhrnúť
Ako jeden zo základných senzorov samoriadiacich áut dokáže LIDAR poskytnúť vysoko presné snímanie prostredia a detekciu prekážok, čo je jedna z kľúčových technológií na realizáciu autonómneho riadenia. Technológia LIDAR sa neustále vyvíja a objavenie sa nových typov LIDAR, ako je polovodičový LIDAR a optický LIDAR, poskytuje vyššiu presnosť a nižšie náklady pre autonómne autá. S neustálym vývojom samoriadiacich áut bude perspektíva aplikácie LIDAR stále širšia.
LIDAR má však aj určité obmedzenia. Po prvé, je citlivý na odrazivosť a farbu prostredia a čierne predmety v prostredí nemusia byť detekované. Po druhé, meracia vzdialenosť LIDAR je obmedzená a detekcia na veľké vzdialenosti môže viesť k zníženiu presnosti. Na prekonanie týchto obmedzení výskumníci aktívne skúmajú nové senzorové technológie a algoritmy na zlepšenie snímacej schopnosti a bezpečnosti autonómnych áut.
Na záver, LIDAR ako jeden zo základných senzorov pre autonómne autá má široké spektrum aplikácií a vyvíjajúcich sa technológií. Veríme, že v blízkej budúcnosti bude technológia LIDAR pokračovať v napredovaní ako dôležitá technológia v oblasti autonómneho riadenia, ktorá poskytuje presnejšie, bezpečnejšie a spoľahlivejšie snímanie prostredia pre autonómne autá. Preložené s www.DeepL.com/Translator (bezplatná verzia)
